FERTILIZANTES DE LIBERACIÓN LENTA PARA EL CULTIVO DE MAGUEY MEZCALERO (Agave angustifolia Haw.)

El presente informe reúne un estimado del 40% de avance del proyecto SIP20060266, y

fue realizado en el periodo de enero a diciembre de 2006.

Clave del informe: 4061 RESUMEN El cultivo de maguey espadín (Agave angustifolia Haw.) es uno de los de mayor tradición

actualmente en el estado de Oaxaca. A partir de el se obtiene la materia prima para la

elaboración de una de las bebidas alcohólicas de mayor reconocimiento en México, el “mezcal”.

La falta de un paquete tecnológico para los productores de maguey para el manejo agronómico

del cultivo nos llevó al planteamiento y operación del presente proyecto, con el objetivo de

realizar los estudios y experimentos necesarios para generar recomendaciones de fertilización

que optimicen el crecimiento y la calidad, para el cultivo de maguey mezcalero en sus diferentes

etapas de desarrollo, con base en la utilización de fertilizantes de liberación lenta (FLL),

orgánicos y minerales.

Se han realizado cinco acciones experimentales de investigación, a partir del muestreo de

suelos de la “región del mezcal” en Oaxaca, para realizar un diagnóstico de las condiciones

actuales de fertilidad de los suelos en donde se cultiva la especie, así como la condición de

nutrición de las plantas. A partir de las muestras se determinó el efecto del sistema de labranza

y la edad del cultivo sobre indicadores de fertilidad del suelo. Asimismo, se realizó un valioso y

pionero trabajo de caracterización de la riqueza y diversidad de hongos formadores de micorriza

arbuscular en este agrosistema. Se evalúa el efecto de la aplicación de fertilizantes minerales y

orgánicos de liberación lenta sobre el crecimiento y nutrición de plantas de maguey espadín en

condiciones semicontroladas de campo experimental. Al mismo tiempo, se estiman las

magnitudes de pérdida de nutrientes por lixiviación en diferentes tipos de suelo y por efecto de

la aplicación de diferentes productos fertilizantes. Finalmente, se valora la influencia de las

prácticas agrícolas sobre el contenido de algunos contaminantes en agua de pozos destinados

al consumo humano y al riego agrícola, a través del muestreo y análisis de esos pozos.

Los trabajos se han realizado durante un año, faltando por evaluar los efectos por dos años

mas, dado el largo ciclo de cultivo del maguey espadín, que va de siete a ocho años.

INTRODUCCIÓN

La importancia del cultivo del “maguey mezcalero” o “maguey espadín” (Agave angustifolia

Haw.) en el estado de Oaxaca queda claramente establecida con los datos recogidos por

Chagoya-Méndez (2004) en el diagnóstico más reciente realizado a la cadena productiva

maguey – mezcal. Descontando la imprecisión del trabajo y la variabilidad de los datos

reportados, es concluyente que se cultivan alrededor de 15,500 hectáreas con esta especie en

el estado de Oaxaca, concentrando la proporción mayoritaria la zona conocida como “región del

mezcal”, que abarca, en orden de superficie cultivada, los distritos político-administrativos de

Tlacolula, Yautepec, Miahuatlán, Ejutla, Ocotlán, Sola de Vega y Zimatlán (Figura 1). Las

plantaciones en Tlacolula, el distrito con mayor producción de toda la región, se localizan a una

altitud de 1,300-1,700 msnm, con una temperatura media de 20.3ºC y una precipitación anual

de 644 mm; mientras que en Yautepec, el distrito productor más importante de la Sierra Sur, la

altitud es de 800-1,200 msnm, con una temperatura media de 24.9ºC y una precipitación de 508

mm (SEDIC, 1998; Curioca, 1999; Garnica, 2005). Se tienen censados alrededor de 13,000

productores de maguey, que cosechan cada año materia prima para producir cerca de

5,000,000 de litros de mezcal en su dos variantes, 100% de agave (tipo I) y mezclas (tipo II).

Aproximadamente 710,000 litros del mezcal tipo I se destinan a la exportación, generando un

importante monto de divisas que llega, en alta proporción, a las zonas rurales productoras de

maguey y mezcal.

No obstante su importancia económica y social, al cultivo de maguey espadín no se le ha dado

la importancia que amerita, y continúa siendo considerado un cultivo rústico, tolerante a

condiciones totalmente adversas de suelo y clima. No existe en la región un plan o programa de

investigación destinado a mejorar las condiciones del conocimiento y desarrollo tecnológico

relativo a la fertilidad del suelo y la nutrición del A. angustifolia. Este tipo de estudios deberán

establecerse a largo plazo, dado que es una especie de lento crecimiento, ya que tarda de 6 a

10 años para alcanzar la madurez adecuada para su cosecha (Vera y Benito, 2001). Durante

todo este tiempo se deben asegurar la presencia y disponibilidad de los nutrientes necesarios

en el suelo para obtener rendimiento alto y producto de calidad sin que, al utilizar fertilizantes

minerales u orgánicos, se afecten negativamente los factores de la producción, suelo y agua.

El manejo que se aplica a los cultivos de maguey espadín ha sido desarrollado a lo largo de los

años por los propios productores, a través de ensayos y errores. Actualmente pueden

describirse varios sistemas de producción que se diferencian claramente por la concurrencia de

dos factores de manejo: a) la situación fisiográfica de las parcelas, cuyos niveles son planicie,

lomerío y montaña, con la presencia o no de cultivos intercalados (maíz, frijol, garbanzo, entre

otros) entre las hileras del maguey espadín durantes sus primeros tres a cuatro años de

establecimiento; b) la densidad y arreglo topológico de las plantaciones, lo que permite

diferenciar en cultivo intensivo, semi-intensivo y extensivo. La combinación de estos factores

permite la existencia de los diversos sistemas de producción en la región, que conllevan

asociadas diferentes tecnologías para la labranza del suelo, el manejo de la nutrición vegetal, la

protección fitosanitaria, las prácticas de conservación de suelo y agua, así como la cosecha. De

acuerdo con Chagoya-Méndez (2004), del total de productores de maguey espadín en la

entidad oaxaqueña en el año 2000, solo el 20% fertilizaba el cultivo con estiércol. En cambio, en

el año 2004 el 52 % de los productores de maguey aplicó algún fertilizante; de éstos, el 80 %

aplicó algún tipo de abono orgánico y el 20 % restante fertilizante mineral, aunque la cantidad

aplicada se estima insuficiente para el buen desarrollo del maguey; la dosificación y frecuencia

de aplicación se decidió en función del interés en el cultivo y de las posibilidades económicas

del productor, mas que basados en recomendaciones técnicas.

Son muy escasos los trabajos en la literatura enfocados a determinar el manejo de la fertilidad

del suelo y la nutrición de la especie, en la región o fuera de ella, por lo cual el presente

proyecto se realizó con el objetivo de realizar estudios y experimentos que nos brinden

información confiable y pertinente para ofrecer un paquete tecnológico destinado al manejo

sostenible de la fertilidad del suelo y la nutrición de los cultivos de A. angustifolia en las regiones

productoras del estado de Oaxaca, con base en el uso de productos fertilizantes de liberación

lenta, orgánicos y minerales.

Las pocas investigaciones que existen sobre la fertilización de especies de A. angustifolia han

sido dirigidas casi exclusivamente hacia la aplicación de fertilizantes minerales: N-P-K (Carrión y

Vinent, 1986, en Arredondo-Velásquez et al 2001). En Oaxaca se desarrolló un trabajo de

investigación en el que se ensayaron diversos tratamientos de fertilización mineral y orgánica en

A. angustifolia , con el objetivo de recomendar una dosis de fertilización para sistemas de

producción de valle y lomerío, incluyendo entre sus tratamientos la aplicación de un inoculante

de hongos de micorriza arbuscular (HMA) de origen desconocido, que fueron desarrollados y

proporcionados en 1999 por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y

Figura 1. Ubicación de los distritos que forman la “región del mezcal” en el estado de Oaxaca, México.

Alimentación (SAGARPA; Arredondo-Velásquez;2001). Se reportaron resultados positivos

en los parámetros de crecimiento vegetativo a la aplicación del inoculante en el maguey, sobre

Ocotlán Zimatlán

Sola de Vega

Miahuatlán

Ejutla

Región del Mezcal

Oaxaca

Tlacolula

Yautepec

México

todo cuando se aplicó simultáneamente con estiércol y residuos orgánicos domésticos.

Los inoculantes de micorriza arbuscular representan una opción biotecnológica complementaria

para mejorar el crecimiento y desarrollo de las plantas, ya que son capaces de incrementar la

absorción de nutrientes (N, P, K, Ca, Cu, Mg, Mn, Zn, etc) y traslocarlos a la planta, debido a

que incrementan el área de exploración de la raíz a través de la extensión de sus hifas en el

suelo (González et al., 1994; Pedraza et al., 1994; Pedraza et al., 2001 en Arredondo-Velásquez

et al. 2001), promoviendo también mayor resistencia al estrés hídrico y a los patógenos de la

raíz (Vidal et al., 1992; Smith y Read, 1997; Pedraza et al., 2001 en Arredondo-Velásquez et al.,

2001).

Con la inoculación de hongos de micorriza también se puede reducir o sustituir el uso de

fertilizantes minerales para lograr un desarrollo agrícola ecológicamente sostenible que

conduzca a la conservación del suelo desde el punto de vista de su estructura, fertilidad y

biodiversidad (Mandujano, 1993; Vargas et al., 1993; Díaz 1995; Juárez, 1995; Cruz, 1993;

Benítez, 2001).

MATERIALES Y MÉTODOS El proyecto se ha desarrollado a través de la planificación, instalación, seguimiento y evaluación

de distintos experimentos, que se describen a continuación.

1. Diagnóstico de la fertilidad del suelo y el estado nutrimental de plantas de maguey

mezcalero en la “región del mezcal” del estado de Oaxaca. Selección de los sitios de estudio. Como resultado de recorridos de campo previos, se logró

la participación de productores de las comunidades de: San Carlos Yautepec, distrito de

Yautepec; Tlacolula de Matamoros, San Baltazar Guelavila y La Soledad Salinas, distrito de

Tlacolula; Santo Tomás Mihautlán y Ranchería El Tecolote, distrito de Miahuatlán; Barrio Santa

Anita, distrito de Sola de Vega; San Agustín Amatengo, El Vergel, San Miguel Ejutla y La

Compañía, distrito de Ejutla; San Baltasar Chichicapam, distrito de Ocotlán; Santa Catarina

Quiané y Valdeflores, distrito de Zimatlán (Figura 1). En cada una de las comunidades arriba

mencionadas se ubicaron de tres a seis parcelas cultivadas con maguey mezcalero,

seleccionándolas por su ubicación fisiográfica y manejo del cultivo. Se consideraron como

condiciones de planicie las parcelas con pendiente máximas de 5%, en donde la labranza se

realiza con tracción mecánica (PT); condiciones de lomerío fueron parcelas con pendientes

entre 6 y hasta 25% de pendiente, en donde la labranza es con tracción animal (ADP); y

condiciones de montaña las parcelas con pendientes iguales o superiores a 26%, en donde la

labranza es mínima o reducida y se realiza utilizando fuerza humana con ayuda de

herramientas básicas (MT).

Muestreo de suelos. En cada una de las parcelas seleccionadas se realizó un muestreo del

suelo y de hojas sistemático, en un diseño denominado “cinco de oros”. Se ubicó visualmente la

planta localizada en el centro de la parcela y a partir de ella se ubicaron, hacia los cuatro puntos

cardinales, cuatro plantas más, cada una de ellas ubicada a la mitad de la distancia entre el

centro y el límite de la parcela. En cada planta se seleccionó una hoja, aproximadamente a la

mitad de la distribución de su follaje, la cual se cortó desde la base del tallo, se subdividió en

porciones de alrededor de 10 a 15 cm y se guardó en bolsas de papel para su traslado al

laboratorio. Para la determinación de parámetros físicos y químicos se muestreó el suelo en

cada uno de los puntos ubicados en la inmediación de la planta seleccionada, a profundidades

de 0-20 y 20-40 cm. Las muestras de suelo se almacenaron en bolsas de plástico, se

etiquetaron perfectamente y se trasladaron al laboratorio para su análisis posterior. Para el

análisis de parámetros biológicos asociados a la presencia de hongos formadores de micorriza

arbuscular (HMA), las muestras de suelo recolectadas fueron de suelo rizosférico. En cada una

de las plantas ubicadas se tomaron cuatro muestras, ubicadas en los cuatro puntos cardinales

de la planta. Se limpió la superficie del terreno de residuos orgánicos y piedras, se excavó hasta

una profundidad entre 15 a 20 cm hasta encontrar abundantes raíces del maguey, se tomó

aproximadamente un Kg de suelo de esa zona. Todas las submuestras de una parcela (25 en

total) se homogeneizaron y se redujeron por cuarteo hasta tener una sola muestra compuesta,

la cual se guardó en bolsas de polietileno etiquetadas y se trasladaron al laboratorio, en donde

se almacenaron en refrigeración (4–6 ºC) hasta su análisis. Cada una de las parcelas

muestreadas se ubicó por geoposicionamiento (GPS). En las parcelas del distrito de Tlacolula

se efectuó el estudio de calidad del suelo. En esas parcelas, al momento de tomar las muestras

de suelo, y en cada uno de los cinco puntos seleccionados por parcela, se tomaron lecturas de

resistencia del suelo a la penetración, utilizando un penetrómetro digital portátil.

Acondicionamiento de las muestras de suelo. En el laboratorio, las muestras de suelo se

separaron en dos fracciones: la que se utilizó para los análisis físicos y químicos se secó sobre

plástico bajo condiciones de invernadero. La otra fracción que se empleó para los análisis

biológicos se guardó en refrigeración. Una vez seco el suelo, se procedió a molerlo con un

mazo de madera y a tamizarlo con una malla de 2 mm de abertura, con la finalidad de tener un

tamaño granulométrico uniforme en las muestras. Posteriormente se homogeneizaron por el

método de cuarteo y se almacenaron en bolsas de plástico a temperatura ambiente hasta el

momento de su análisis.

Acondicionamiento de las muestras foliares. Las hojas fueron lavadas con detergente neutro

y agua destilada, se trocearon a tamaño aproximado de dos cm y se secaron en estufa a 65ºC

hasta peso constante, lo que requirió de 96 a 120 horas. Se molieron en molino eléctrico de

aspas a un tamaño de partícula aproximado de 0.5 mm. Las muestras secas y molidas se

guardaron en bolsas de plástico herméticamente cerradas, a temperatura ambiente y en

oscuridad hasta el momento de su análisis.

Análisis físico y químico de las muestras de suelo. Los análisis físicos y químicos para

clasificar la fertilidad del suelo se realizaron de acuerdo a lo recomendado por la Norma Oficial

Mexicana NOM-021 RECNAT-2000 (SEMARNAT, 2002). El pH se determinó por el método AS-

02 en una relación suelo:agua (1:2, peso, volumen); el contenido de carbono orgánico por el

método AS-07, de Walkley y Black; el fósforo disponible por el método AS-10, de Olsen; el

nitrógeno inorgánico por el método AS-08; Ca, Mg, K y Na se extrajeron con acetato de amonio

1M (pH 7) y se cuantificaron por espectrofotometría de absorción atómica. La densidad

aparente se determinó por el método del cilindro (Klute, 1986), la resistencia mecánica del suelo

en campo se midió con un penetrómetro digital y el contenido de agregados hidroestables por el

método de tamizado en húmedo de Kemper y Rosenau (1986) modificado por Bethlenfalvay y

Barea (1994). La actividad microbiana (C en biomasa microbiana) se determinó con el método

de fumigación incubación (Jenkinson y Powlson, 1976). Durante la fase de análisis, al menos

10% de las muestras se escogieron al azar para analizarse por duplicado, y de esta manera

asegurar la calidad del análisis.

Análisis químico de las muestras foliares. La muestra molida se acenizó por calcinación en

mufla a 550ºC con ácido nítrico HNO3 (1:1) y recuperación de las cenizas con ácido clorhídrico

HCL (1:1) caliente. La solución obtenida se filtró y se aforó a 100 mL. Con esta solución se

llevaron a cabo las determinaciones químicas del análisis de planta, excepto la determinación

de Nitrógeno. Las técnicas empleadas fueron: Nitrógeno por la técnica micro-Kjeldahl, el

material analizado fue la muestra seca y molida; Fósforo por el método colorimétrico del

fosfovanadomolibdato; Potasio por fotometría de llama; Calcio, Magnesio, Hierro, Manganeso,

Zinc, Cobre se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica, siguiendo las

recomendaciones del equipo (Perkin-Elmer) para el rango de detección de cada elemento; Boro

se determinó por colorimetría por la técnica del carmín.

Análisis biológico (HMA) de las muestras de suelo. Las muestras se procesaron por el

método combinado de tamizado húmedo y extracción en gradiente de sacarosa para la

recuperación de esporas de HMA. Estas fueron seleccionadas y recuperadas bajo microscopio

estereoscópico e identificadas a nivel de género y especie por observación y caracterización

morfométrica en microscopio compuesto, utilizando como claves para ubicación taxonómica las

de Morton y Benny (1990) y Schenk y Perez (1990).

Interpretación de los resultados analíticos del análisis físico y químico de suelos. La

caracterización de la fertilidad de las muestras de suelo se realizó utilizando los criterios de

interpretación señalados por la Norma Oficial Mexicana NOM-021 RECNAT-2000 (SEMARNAT,

2002). Los datos resultantes individuales de cada parámetro determinado fueron ubicados en un

mapa regional, generando con ello una propuesta de regionalización de la fertilidad de los

suelos cultivados con maguey mezcalero en la “región del mezcal” del estado de Oaxaca. En el

estudio de calidad del suelo los datos fueron analizados estadísticamente por análisis de la

varianza y separación de medias para determinar los efectos de la labranza y la edad de las

plantas en los indicadores de calidad del suelo. La información generada de abundancia y

diversidad de hongos de micorriza arbuscular, utilizados como indicadores de calidad del suelo,

se muestran en gráficos comparativos por sistema de labranza y edad del cultivo; asimismo se

realizaron análisis de correlación con los parámetros físicos y químicos para determinar el grado

de asociación entre estas variables e inferir alguna posible influencia de los segundos sobre las

poblaciones fúngicas. Los resultados de concentración de nutrientes en tejido foliar se

presentan como gráficos por localidad y edad de la planta. No existen referencias sobre

concentración de nutrientes en tejidos de maguey mezcalero con los cuales realizar un análisis

comparativo, por lo cual los datos resultantes fueron sometidos a un análisis de agrupamiento,

para de ahí generar una propuesta de índices de concentración media de referencia para cada

uno de los nutrientes analizados. Para realizar los diferentes análisis citados se utilizaron los

programas informáticos SPSS, SAS y BIODIVERSITY.

2. Respuesta de A. angustifolia a la aplicación de fertilizantes de liberación lenta minerales y orgánicos en condiciones semicontroladas.

Obtención de plántulas. Para obtener las plantas de agave se siguió la metodología reportada

por Arredondo y Espinosa (2005). Las plantas se obtuvieron de una plantación ubicada en la

comunidad de Agua del Espino, Ejutla de Crespo, Oaxaca. Se seleccionaron hijuelos

rizomatosos que presentaron características similares de edad, tamaño y sanidad.

Posteriormente se realizó la poda total de raíz utilizando tijeras de podar y en seguida la

desinfección de los plantas, utilizando una solución de hipoclorito de sodio al 0.624%. La

desinfección consistió en sumergir totalmente las plantas en el recipiente que contenía la

solución, permaneciendo en ella por cinco minutos. Las plántulas desinfectadas fueron

colocadas sobre arena húmeda previamente desinfectada por medio del proceso de

solarización (Stapleton et al., 1985) durante un periodo de una semana para formación de callo.

Posteriormente fueron sembradas en arena húmeda por dos semanas para la brotación de

primordios radicales, realizando riegos cada tercer día.

Diseño del experimento. Después de la formación de primordios radicales las plantas fueron

establecidos en campo y distribuidos en 17 tratamientos, resultantes de combinar dos fuentes

de fertilización orgánica: 1) Composta (CM) y 2) Vermicomposta (VC); cuatro fuentes de

fertilizantes de liberación lenta (FLL): 1) Sin fertilización (CON); 2) Turf Builder (TB); 3) Numi

Fer (NF), y 4) Miracle-Gro (MG); y dos momentos de aplicación de los fertilizante 1) única

aplicación (UNI) y 2) repartida en dos aplicaciones (DUE) (Cuadro 1).

Cuadro 1. Tratamientos ensayados en el experimento de respuesta de plantas de A. angustifolia a la aplicación de fertilizantes de liberación lenta.

Momentos de aplicación UNI DUE No de

Tratamientos FLL kg de

N/ ha -1Fertilización

orgánica Orgánica (g) FLL

(g) Orgánica

(g) FLL (g)

1 CON ---- ------ ----- ---- 2 CON CM 400 ---- ----- ---- 3 TB CM 400 160 ----- ----- 4 NF CM 400 120 ---- ---- 5 MG CM 400 80 ---- ---- 6 CON CM 200 --- 200 --- 7 TB CM 200 80 200 80 8 NF CM 200 60 200 60 9 MG CM 200 40 200 40

10 CON VC 400 ---- ----- ---- 11 TB VC 400 160 ----- ---- 12 NF VC 400 120 ----- ---- 13 MG VC 400 80 ----- ----- 14 CON VC 200 --- 200 --- 15 TB VC 200 80 200 80 16 NF VC 200 60 200 60 17 MG VC 200 40 200 40

CM= Composta, VC= Vermicomposta, CON= Sin fertilización, TB=Turf Builder, NF= Numi Fer y MG= Miracle-Gro. FLL= Fertilizantes de Liberación Lenta

El experimento se estableció bajo un diseño trifactorial 2x4x2, más un control absoluto, con

arreglo en bloques completos al azar. La unidad experimental fue una planta y se utilizaron 10

repeticiones por tratamiento.

Las variables en proceso de evaluación son: altura de la planta, número de nuevas hojas

desplegadas, peso seco de hojas, tallo y raíz a la cosecha, contenido de sólidos solubles en la

savia del tallo (ºBx). Con los datos obtenidos de cada variable se realiza el análisis de varianza

y comparación de medias con la prueba de Tukey (p< 0.05), utilizando el programa SAS.

3. Diversidad de hongos formadores de micorriza arbuscular en sistemas de producción de A. angustifolia.

Sitios de muestreo. En este trabajo se analizaron 12 muestras de suelo colectadas de las

regiones Sierra Sur y Valles Centrales de Oaxaca, las muestras recolectadas fueron

seleccionadas tomando en cuenta solo terrenos de cultivos intensivos de A. angustifolia. Los

sitios muestreados fueron Tlacolula, Matatlán, San Baltazar Guelavila en tres diferentes

terrenos de cultivo obteniendo las muestras de suelo de San Baltasar 1, San Baltazar 2 y San

Baltazar 3, San Pedro Quiatoni también en tres diferentes terrenos obteniendo tres suelos de

San Pedro 1, San Pedro 2 y San Pedro 3, Sola de Vega (Barrio Sta. Anita), Miahuatlán, El

Vergel y San Carlos Yautepec. En el cuadro 2 se muestra los tipos de manejo de cada terreno

de cultivo de A. angustifolia y las fechas del muestreo que coinciden en época de invierno.

Cuadro 2. Tipos de manejo en las parcelas cultivadas de Agave angustifolia en Oaxaca

Sitio de estudio

Tipo de

labranza

Edad del

cultivo

Tlacolula Mecanizado 4 Matatlán Mecanizado 3 San Baltazar 1 Yunta 5 San Baltazar 2 Yunta 3 San Baltazar 3 Manual 4 San Pedro 1 Manual 4 San Pedro 2 Manual 5 San Pedro 3 Manual 2 Sola de Vega Mecanizado 4 Miahuatlán Yunta 6 Ejutla Mecanizado 4 San Carlos Yautepec Manual 4

Procesamiento de las muestras. Se obtuvo un total de 20 submuestras en cada parcela,

las cuales fueron mezcladas y homogeneizadas, reducidas por cuarteo hasta alrededor

de tres Kg por muestra compuesta. Las muestras se llevaron por un proceso de secado

al aire libre en el laboratorio, posteriormente se pesaron 50 g de cada suelo para el

aislamiento de esporas de HMA, mediante la utilización de los métodos de tamizado

húmedo y decantación (Gerdemann y Nicolson, 1963) y de centrifugación en solución

de sacarosa (Walker et al., 1982). Establecimiento de “plantas trampa”. Debido a que las esporas de hongos que forman

micorriza arbuscular son biotrofos obligados que habitan en el suelo, para poderlos identificar es

necesario propagarlos por medio de plantas trampa que se establecieron utilizando como

sustrato de crecimiento una mezcla de suelo y arena de río en proporción 1:1, esterilizada por

medio de vapor fluente por una hora durante tres días consecutivos, la arena estéril se coloco

en una maceta desinfectada con formaldehído y alcohol. La maceta se lleno hasta tres cuartas

partes de su capacidad total. El inóculo micorrízico se coloco en una capa homogénea de tres

cm aproximadamente. Las macetas se llenaron hasta su capacidad total. Se procedió a la

siembra con semillas desinfectadas, se mantuvo bajo un microinvernadero por tres meses, se

utilizo sorgo como planta trampa ya que para la propagación de esporas de HMA se recomienda

plantas de crecimiento rápido. Identificación a nivel de género. Se separaron las esporas en buen estado con su hifa de

sostén y se procedió a agrupar por colores y por forma (globosa, elipsoide, subglobosa). En

cuanto a los colores se utilizó como referencia la carta de colores del INVAM, los cuales se

manejan por medio de claves que consisten en los porcentajes presentes de los colores negro,

amarillo, rojo y azul (Anónimo, 2004). Posteriormente se prepararon montajes en laminillas con

las esporas a identificar. El medio de montaje que se utilizó fue alcohol polivinilico-ácido láctico-

glicerol (PVLG), ya que es el medio que menos afecta la morfología de las esporas; y PVLG

con reactivo de Melzer en una proporción 1:5 (Walker, 2002). Una vez agrupadas las esporas

por morfotipos bajo el microscopio estereoscópico se realizaron las preparaciones permanentes,

depositando con pinzas de 20 a 25 esporas intactas sobre una gota de PVLG en un extremo del

portaobjetos. En el otro extremo se colocó otro grupo de esporas del mismo morfotipo sobre una

gota de PVLG con reactivo de Melzer. Enseguida se colocaron cuidadosamente los

cubreobjetos, evitando formar burbujas. Estas preparaciones se dejaron secar durante 24-48

horas a temperatura ambiente, en posición horizontal.

Identificación a nivel de especie. Se examinaron bajo microscopio compuesto las

características de las esporas intactas en ambos medios de montaje (color, diámetro, forma,

grosor de la pared, etc.). Cuando las esporas están en el reactivo de Melzer, en algunos casos

se puede observar un cambio de color de rosa pálido a rojo intenso en la pared externa. Para

la identificación de las especies se requiere determinar el tamaño de las esporas y la estructura

de la pared, este último es el principal criterio que se utiliza para la delimitación de las especies.

Para medir las esporas, la o las capas de la pared de la espora (Figura 15) y de la hifa

sustentadora. Actualmente, la descripción del número y tipos de capas presentes en las

esporas es característica fundamental para la ubicación taxonómica de los HMA. Se utilizó un

ocular micrométrico, en un microscopio óptico el cual fue previamente calibrado. Se midieron de

20-50 esporas para obtener la media estadística.

P X E L C M G A U

CAPAS EXTERNAS

Figura 2. Tipos de capas que pueden presentar las esporas de hongos micorrízicos arbusculares. P = peridial, X = expandible, E = Evanescente, L = laminada, C = cariácea, M = membranosa, G = germinal, A = amorfa, U = unitaria (Schenck y Perez, 1990).

Mediante la aplicación de una leve presión al cubreobjetos se rompieron las esporas, para

realizar el estudio de la estructura de su pared. Se contaron las capas de la pared de la espora,

tomando en cuenta el tipo de ornamentación. Para la representación de las capas se utilizo un

murografo. También se observaron las características morfológicas de la hifa de sostén,

teniendo en cuenta forma, color, capas y mecanismo de separación del contenido de la espora

de la hifa.

Una vez que se registraron estos datos, se utilizaron las claves de Schenk y Pérez (1990) y del

INVAM (Morton, 2003) para completar la identificación a nivel de género y especie. Las

especies identificadas fueron corroboradas con la valiosa ayuda de la experta nacional de

taxonomía de los Hongos Micorrizicos Arbusculares. Dra. Lucia Varela Fragoso.

Análisis estadístico y determinación de índices de diversidad, riqueza y abundancia de HMA. Se utilizó un análisis de diferenciación mediante el error típico con el programa de

Microsoft Excel, este análisis se aplicó para la determinación de la riqueza y abundancia de

HMA así como la comparación de los índices de diversidad. Para la evaluación de la riqueza de

especies se utilizó la siguiente formula:

Riqueza: R = Número de especies establecidas en el muestreo

Para la determinación de la abundancia relativa de cada especie de HMA, en los sitios de

muestreo se utilizo la siguiente formula:

(n/N) 100

donde:

n = número de esporas que pertenecen a una especie

N = número total de esporas en el sitio de muestreo

Para la determinación de la diversidad de HMA se utilizó el índice de diversidad de Shannon

Wiener, el cual se obtuvo mediante el software Diversity (Universidad de Oxford, 1995).

4. Determinación de contaminantes en agua de pozos, originados por prácticas agrícolas. Sitios de muestreo. Se han efectuado muestreos de los pozos de agua que son utilizados

para consumo humano y para riego agrícola en la región de los valles centrales de Oaxaca,

siguiendo el cauce de los ríos que forman los tres valles de la región. Los sitios son Santa Cruz

Xoxocotlán, Nazareno Xoxocotlán, Rancho Sangre de Cristo, Colonia Reforma, San Felipe del

Agua, Santa Rosa Panzacola, Santa Lucia del Camino, San Juan Guelavía, Tanivet, San

Antonino Castillo Velasco, San Pedro Apóstol, Santa Cruz Etla, San Pablo Etla y Nazareno Etla.

Los muestreos se realizaron en tres periodos: mayo-junio, agosto-septiembre y octubre-

noviembre de 2006, al iniciar, a mediados y al finalizar el ciclo de lluvias en la región.

Recolección de las muestras. Se utilizaron frascos de polietileno de un litro bien lavados y

enjuagados con agua tridestilada; los frascos se llenaron totalmente para evitar la gasificación

de algunos componentes que podrían provocar reacciones químicas y alterar la composición de

las muestras. La profundidad a la que se tomaron las muestras de agua es variada, esto se

debe a las estructuras de las rocas en el subsuelo. En algunos casos no se utilizan

muestreadores, ya que tienen sistema de bombeo. Para este caso se dejó bombear agua

durante un tiempo considerable para evitar las posibles interferencias por acumulamiento de

las sales, oxidación de tuberías etc. Las muestras recolectadas se etiquetaron con información

descriptiva completa: lugar, fecha de muestreo, nombre del propietario, edad del pozo,

profundidad y se podrá agregar información adicional mediante una forma del colector.

Transporte y análisis de las muestras. Una vez realizados estos procedimientos, las

muestras se transportaron al Laboratorio de Suelos del CIIDIR-Oaxaca, inmediatamente se

refrigeran para ser valorados lo mas pronto posible.

Se determinaron los siguientes parámetros fisicoquímicos: pH (potenciometría), conductividad

eléctrica (conductimetría), concentración de cloruros (método de Volhard), nitratos (método del

sulfato de brucina), nitritos (método de Zambelli), sodio (fotometría de llama) y potasio

(fotometría de llama).

Análisis de resultados. Se analizarán y compararán los resultados de las muestras de agua de

pozo para usos humanos y agrícolas obtenidos en el laboratorio mediante; graficas, análisis de

varianza y comparación de medias.

5. Lixiviación de nutrientes (N y K) de suelos de características contrastantes, por efecto de la aplicación de fertilizantes minerales y orgánicos de liberación lenta.

Se establecieron tres experimentos similares, utilizando como plantas modelo lechuga, alfalfa y

maguey espadín.

Muestreo y análisis de suelos. Se utilizó suelo de tres comunidades de la región de los Valles

Centrales de Oaxaca en donde se cultiva maguey espadín: Santa Cruz Xoxocotlán, Reyes

Mantecón y San Baltasar Guelavila. Para el muestreo de las parcelas se utilizó a técnica “cinco

de oros” que ya ha sido utilizada en otros trabajos de muestreo de este proyecto. Se colectaron

alrededor de 300 Kg de suelo de cada parcela, se transportaron en sacos y se extendieron a la

sombra sobre polietileno para secarlos. De cada una de las muestras se tomó una submuestra

de alrededor de un Kg, se tamizó por malla de 2 mm y fue utilizada para la caracterización de la

fertilidad de los suelos: pH, CE, textura, contenido de materia orgánica, de fósforo extraíble, de

nitrógeno total. Para el análisis se utilizaron las técnicas oficiales que señala la norma NOM-

021-RECNAT-2000 (SEMARNAT; 2002).

Diseños experimentales. Se utilizaron los tratamientos de aplicación de fertilizantes utilizados

en el experimento 2 de este proyecto. En total se ensayaron seis tratamientos para cada tipo de

suelo y especie vegetal. Los tratamientos fueron:

Composta (CO)

Vermicomposta (VC)

Sin fertilización (SF)

Turf Builder (TB)

Numi Fer (NF)

Miracle-Gro. (MG

La unidad experimental fue una maceta de polietileno con capacidad para 2500 g de suelo. Se

utilizaron cuatro repeticiones para cada tratamiento. La lechuga y la alfalfa se sembraron

directamente en la maceta, las plantas de maguey espadín provinieron de hijuelos de raíz y se

les dio el mismo manejo descrito en el experimento 2. El crecimiento se realizó en condiciones

controladas, las plantas fueron regadas a capacidad de campo dos veces por semana. La

duración de los experimentos fue de cuatro y seis meses para las diferentes plantas.

Obtención y análisis de lixiviados. A los dos y cuatro meses de establecidos los experimentos

se aplicó un exceso de agua para provocar alrededor de 500 mL de lixiviado. Se colectaron

estos lixiviados, se filtraron y se llevaron a refrigeración (4-6ºC) hasta su análisis. Se analizaron

concentración de nitratos (método del sulfato de brucina), nitritos (método de Zambelli) y potasio

(fotometría de llama). La biomasa fue cosechada y determinados los pesos fresco y seco. Parte

del tejido foliar será analizado para determinar las concentraciones de nitratos, nitritos y potasio.

Análisis de resultados. Los datos colectados se someterán a análisis de la varianza y una

prueba pertinente de separación de medias. Se utilizará el software SPSS o SAS. Se realizarán

análisis de correlación entre las magnitudes de la lixiviación y las características de los suelos y

la producción de biomasa por las plantas.

RESULTADOS

1. Diagnóstico de la fertilidad del suelo y el estado nutrimental de plantas de maguey mezcalero en la “región del mezcal” del estado de Oaxaca

Los cambios observados en los parámetros indicadores de la calidad de los suelos en las

parcelas de maguey estuvieron fuertemente asociados al tipo de labranza utilizado. La mayoría

de las propiedades del suelo tuvieron patrones de respuesta similares en las muestras de las

dos profundidades analizadas, variando solo por el tipo de labranza.

Propiedades físicas de los suelos

El valor de la densidad aparente (DB) del suelo bajo MT fue significativamente mayor,

comparado con ADP y PT (P < 0.0001, Figura 4). Los suelos bajo MT registraron el mayor valor

de resistencia a la penetración (CPR), seguidos por PT y ADP (P < 0.0001). Hussain et al.

(1999b), Wander y Bollero (1999) y Özpinar y Çay (2005) observaron que los suelos manejados

con labranza cero (NT) siempre presentaron una mayor y significativamente diferente CPR y D

B

BB

que los suelos bajo labranza convencional (CT). Las profundidades del suelo a las que se

presentó un valor CPR < 3 MPa fueron 7.80 ± 0.88 cm para MT, 19.6 ± 1.54 cm para PT y 22.53

± 0.80 cm para ADP. Por debajo de estas profundidades el penetrómetro alcanzó el valor

máximo de su capacidad de registro (50 Kg), debido a la presencia de material parental o capas

de suelo compactado (como ocurrió bajo MT).

Los suelos bajo MT registraron una más alta proporción de agregados hidroestables (WSA)

de tamaño 0.7-1.0 mm que los suelos bajo ADP y PT (P < 0.0001, Figura 4). La proporción de

agregados de tamaño 0.5 mm (2.0 ± 0.10 %) no varió significativamente entre los tres sistemas

de labranza. Özpinar y Çay (2005) reportaron que el porcentaje de agregados entre 1.0-2.0 mm

y entre 0.5-1.0 mm fueron significativamente mayores en suelos MT que en suelos bajo CT.

Probablemente los resultados registrados se debieron a que en los suelos bajo PT y ADP se

obtuvieron valores de contenido de carbono orgánico del suelo (SOC) menores que los valores

registrados bajo MT. Los valores de contenido de agregados hidroestables estuvieron altamente

correlacionados con el del SOC (r = 0.414, P < 0.0001). Los contenidos de las tres fracciones de

WSA no resultaron significativamente diferentes entre las dos profundidades estudiadas.

Figura 3. Agregados hidroestables de tres tamaños de partícula (> 0.5 mm, > 0.7 mm, > 1 mm) y

densidad aparente (DB) de suelos cultivados con maguey mezcalero en el distrito de Tlacolula, Oaxaca. B

ADP

PT

0-20 cm 21-40 cm

Profundidad M l Till MT

Clases de Edad

Propiedades químicas de los suelos.

El valor de pH y los contenidos de SOC, Fósforo extraíble Olsen (POlsen) y Ca2+, K+, Mg2+ y

Na+ intercambiables fueron afectados por el tipo de labranza. Los resultados para estos

parámetros fueron similares en las dos profundidades del suelo analizadas.

Los suelos bajo MT registraron el contenido más alto de SOC (P < 0.0001, Figura 5). Chan y

Heenan (2005) han señalado que la labranza es uno de los dos mayores procesos

Figura 4. Contenidos de carbono orgánico (SOC), carbono de la biomasa microbiana (SMBC), fósforo

extraíble Olsen (POlsen), nitrógeno inorgánico total (TIN) y pH de suelos cultivados con maguey mezcalero

en el distrito de Tlacolula, Oaxaca.

PT

0-20 cm 21-40 cm

Soil depth Man al Tillage MT ADP

Clases de Edad

responsables de la reducción del contenido de SOC (el otro es la quema de los residuos

vegetales). Este valor mayor de contenido de SOC bajo MT en comparación con ADP y PT

probablemente es resultado de una baja tasa oxidativa de la materia orgánica (SOM) debida

Figura 5. Contenidos de calcio (Ca+2), magnesio (Mg+2), potasio (K+) y sodio (Na+) intercambiables de

suelos cultivados con maguey mezcalero en el distrito de Tlacolula, Oaxaca.

ADP

PT

0-20 cm 21-40 cm

Profundidad M l Till MT

Clases de Edad

a la labranza reducida que implica menor perturbación del suelo y una tasa menor de

descomposición de los residuos orgánicos depositados en el suelo (Reicosky et al., 1995).

Dalal (1989) ha señalado que la MT reduce la erosión del suelo y la escorrentía y,

consecuentemente, el contenido de SOC en estas condiciones de manejo es superior que en

suelos bajo CT. Rahman et al. (2003) y Özpinar y Çay (2005) también encontraron un mayor

contenido de SOC bajo MT en comparación con suelos bajo CT.

Se registró un valor de pH del suelo menor bajo MT que el registrado bajo PT y ADP (P <

0.0001, Figura 5). En varios trabajos se han reportado resultados que no coinciden con los

reportados aquí. Hussain et al. (1999a), Wander y Bollero (1999) y Liebig et al. (2004) no

encontraron efectos significativos del tipo de labranza sobre el pH del suelo.

El contenido de Ca2+ intercambiable estuvo positiva y significativamente correlacionado con el

pH del suelo (r = 0.764, P < 0.0001). Bajo MT los suelos registraron un contenido de Ca2+

intercambiable más bajo (P < 0.0001, Figura 6). Contrario a estos resultados, Hussain et al.

(1999b) encontraron valores de Ca2+ intercambiable mayores en suelos bajo NT que en aquellos

que fueron trabajados con labranza mecánica.

Los suelos bajo PT registraron valores más altos de POlsen y K+, Mg2+ y Na+ intercambiables

que los suelos bajo ADP y MT (P < 0.0001, Fig. 5). Hussain et al. (1999a) reportaron un

comportamiento similar en los contenidos de P en suelos bajo CT comparados con los de

suelos bajo NT.

El N asimilable (20.54 ± 0.93 mg Kg-1) no resultó afectado por la labranza. En contraste,

Wander y Bollero (1999) encontraron que este parámetro fue significativamente modificado por

NT y CT en Mollisoles y Alfisoles de Illinois. Los contenidos de N asimilable en los suelos bajo

MT no fueron significativamente superiores a los de los suelos bajo ADP y PT (Figura 5).

Los contenidos de SOC, POlsen, N asimilable y Na+ intercambiable fueron significativamente

mayores a la profundidad 0-20 cm que a la de 21-40 cm, dentro de cada sitio (P < 0.0001), en

los tres tipos de labranza. Wander y Bollero (1999) también reportaron valores mayores de

estos parámetros en la capa de suelo superficial. Los contenidos de Ca2+, K+ y Mg2+

intercambiables y el pH no fueron significativamente diferentes entre sí en ambas profundidades

del suelo.

Propiedades biológicas de los suelos.

El carbono de la biomasa microbiana del suelo (SMBC) cambió significativamente entre tipos

de labranza, siguiendo el siguiente orden: MT > ADP > PT (P < 0.0001, Figura 5). Carter (1992)

reportó resultados similares, encontrando un contenido de SMBC mayor bajo cero labranza en

comparación con labores de barbecho. Aslam et al. (1999), Salinas-García et al. (2002) y Balota

et al. (2004) también reportaron mayores contenidos de SMBC bajo el sistema NT que en el

sistema CT. El SMBC respondió con rapidez a los cambios en el tipo de labranza utilizado. Para

los tres tipos de labranza estudiados, la acumulación de SMBC ocurrió en la capa superficial 0-

20 cm del suelo. Wander y Bollero (1999) también encontraron que la acumulación de SMBC

fue mayor en la capa superficial del suelo que en la subsuperficial.

Cambios en las propiedades de los suelos asociados a la edad del cultivo de maguey

mezcalero.

La mayoría de las propiedades de los suelos (pH, SOC, POlsen, N disponible, K+, Ca2+, Na+ y

Mg2+ intercambiables, SMBC y CPR) resultaron modificadas por la edad de los cultivos de

maguey (P < 0.004). Solamente cuatro de los 14 parámetros del suelo analizados no cambiaron

significativamente con la edad de las plantaciones (P > 0.13): DB y los contenidos de las tres

fracciones de WSA analizadas.

B

No hubo diferencia en los valores de pH del suelo entre los cultivos de clase de edad 1 (7.96

± 0.11) y clase 2 (7.96 ± 0.06), pero se registró un valor mayor en la clase 3 (8.23 ± 0.09). Los

valores de los parámetros SOC (1.56 ± 0.14 % en la clase 1; 1.48 ± 0.15 % en la clase 2 y 1.65

± 0.12 % en la clase 3), POlsen (2.12 ± 0.19 mg kg-1 en la clase 1; 2.66 ± 0.33 mg kg-1 en la clase

2 y 3.33 ± 0.51 mg kg-1 en la clase 3) y Ca2+ intercambiable (31.87 ± 1.76 cmolc kg-1 en la clase

1; 33.22 ± 1.40 cmolc kg-1 en la clase 2 y 39.17 ± 1.96 cmolc kg-1 en la clase 3) incrementaron

con la edad del cultivo. En contraste, el contenido de N disponible disminuyó (23.24 ± 0.97 mg

kg-1 en la clase 1; 18.50 ± 1.20 mg kg-1 en la clase 2 y 19.78 ± 1.02 mg kg-1 en la clase 3). Los

contenidos de los cationes intercambiables, K+ (12.74 ± 1.35 cmolc kg-1 en la clase 1; 20.26 ±

3.34 cmolc kg-1 en la clase 2 y 19.62 ± 4.26 cmolc kg-1 en la clase 3), Na+ (1.56 ± 0.199 cmolc kg-

1 en la clase 1; 1.84 ± 0.22 cmolc kg-1 en la clase 2 y 1.52 ± 0.20 cmolc kg-1 en la clase 3) y Mg2+

(1.22 ± 0.10 cmolc kg-1 en la clase 1; 1.75 ± 0.22 cmolc kg-1 en la clase 2 y 1.52 ± 0.20 cmolc kg-1

en la clase 3) aumentaron de la clase 1 a la clase 2, pero disminuyeron ligeramente en la clase

3.

El contenido de SMBC disminuyó con la edad de los cultivos (650.31 ± 37.78 µg-1 en la clase

1; 630.20 ± 46.68 µg-1 en la clase 2 y 628.67 ± 45.41 µg-1 en la clase 3). El valor de la CPR del

suelo aumentó al hacerlo la edad de los cultivos (1.44 ± 0.08 MPa en la clase 1; 1.42 ± 0.07

MPa en la clase 2 y 1.82 ± 0.11 MPa en la clase 3). No hay referencias bibliográficas acerca de

la influencia de la edad del cultivo sobre las propiedades del suelo, para el maguey mezcalero.

Los datos aquí presentados constituyen un aporte original al conocimiento del comportamiento

de las variables físicas, químicas y biológicas indicadoras de la calidad de los suelos bajo cultivo

de A. angustifolia.

En promedio, los suelos de la región son pobres en fósforo asimilable, y pobres a medios en

materia orgánica y nitrógeno total. Estos factores llegan a ser limitantes para la producción, de

ahí que sea necesaria la restitución de los nutrientes que las cosechas extraen, a través de la

práctica del abonado y la fertilización.

Tabla 3. Propiedades químicas indicadoras del nivel de fertilidad (media ± error estándar), a 0-40 cm de profundidad, de suelos cultivados con Agave angustifolia Haw. en seis distritos pertenecientes a la “región del mezcal” del estado de Oaxaca, México.

Distrito Labranza n pH MO CO NT

P Olsen Mgi

---------------------(%)--------------------- mgkg-1 -----cmolcKg-1----

EJ Mecánica 21 7.60±0.26 1.41±0.08 0.82±0.04 0.024±0.004 3.85±0.35 9.58±1.48 2MI Mecánica 6 6.76±0.54 1.87±0.20 1.08±0.11 0.025±0.005 4.75±0.28 7.20±1.75 1MI Yunta 8 7.72±0.09 1.36±0.19 0.79±0.11 0.015±0.003 4.37±0.46 6.60±1.17 1OC Mecánica 4 6.62±0.30 1.28±0.05 0.74±0.03 0.05±0.004 3.62±0.23 8.40±2.07 2OC Yunta 7 8.52±0.04 3.01±0.28 1.74±0.16 0.07±0.013 5.28±1.29 13.02±2.15 5SCY Manual 12 6.72±0.16 3.06±0.28 1.77±0.16 0.01±0.000 2.10±0.21 11.60±1.58 2SV Mecánica 2 8.32±0.00 2.02±0.16 1.17±0.09 0.005±0.005 3.25±0.25 15.60±3.60 3SV Manual 2 8.33±0.04 2.01±0.05 1.16±0.03 0.01±0.000 3.75±0.25 13.20±1.20 4SV Yunta 8 8.27±0.04 1.95±0.40 1.13±0.23 0.02±0.005 5.50±1.75 12.60±1.80 4ZI Mecánica 14 6.82±0.15 1.53±0.27 0.89±0.15 0.01±0.001 3.64±0.38 6.00±1.05 1

n= número de muestras; MO= materia orgánica; CO= carbono orgánico; NT= nitrógeno total; P Olsen= fósforo Olsen; Mgi, Cai= Magnesio y Calcio intercambiables.

La mayor parte de los suelos son de textura ligera, lo que conlleva una muy baja capacidad de

retención de humedad y dificultades para la agregación de las partículas individuales, que se

traduce en una mala estructura que dificulta el crecimiento vegetal. Todo ello puede verse

reflejado en los resultados mostrados en la tabla 4.

Tabla 4. Propiedades físicas indicadoras del nivel de fertilidad (media ± error estándar), a 0-40 cm de profundidad, de suelos cultivados con Agave angustifolia Haw. en seis distritos pertenecientes a la “región del mezcal” del estado de Oaxaca, México.

Distrito Labranza n Agregados > 1.0 mm

Agregados >0.7 mm

Agregados > 0.5 mm

Humedad Arena Limo A

%

EJ Mecánica 21 1.59±0.20 0.75±0.17 1.43±0.20 2.04±0.22 89.51±0.96 10.16±0.94 0.3MI Mecánica 6 0.71±0.15 0.72±0.16 1.28±0.62 2.96±0.63 91.54±1.58 8.06±1.67 0.3MI Yunta 8 0.70±0.11 0.64±0.15 1.09±0.27 2.93±0.40 93.91±1.04 5.87±1.07 0.2OC Mecánica 4 2.82±0.54 1.78±0.18 1.36±0.50 3.46±0.21 97.50±1.17 2.41±1.14 0.0OC Yunta 7 1.70±0.56 0.58±0.17 1.54±0.33 5.01±0.24 96.60±0.71 2.14±0.72 1.2SCY Manual 12 6.48±0.64 2.94±0.36 3.41±0.40 4.55±0.29 93.43±2.62 3.30±0.39 0.7SV Mecánica 2 8.90±1.98 3.97±0.68 3.43±0.38 4.40±0.15 95.04±1.00 4.81±1.00 0.1SV Manual 2 1.50±0.22 0.76±0.15 0.93±0.00 3.94±0.16 91.04±1.00 8.81±1.00 0.1SV Yunta 8 4.24±1.19 1.18±0.30 1.08±0.20 3.61±0.40 89.54±1.29 9.74±1.16 0.7ZI Mecánica 14 3.54±1.02 1.60±0.20 1.20±0.27 1.80±0.20 94.61±0.32 4.95±0.37 0.4

n= número de muestras

rango de fosforo

0

5

10

15

20

14.17 –11.60

11.59 –8.99

8.98 –6.38

6.37 –3.77

3.76 - 1.16

rango de concentracion

frecu

enci

a

rango de potasio

-5

0

5

10

15

20

25

214.17 - 189.22

189.21-163.96

163.95–138.70

138.69–113.44

113.43 –88.17

rango de concentracion

frec

uenc

ia

rango de hierro

-5

0

5

10

15

20

153.80 –127.35

127.34 –100.90

100.89 –74.45

74.44 –48.00

48.01 - 21.57

rango de concentracion

frecu

enci

a

rango de calcio

02468

101214161820

390.0 - 332.19

332.18 –274.26

274.25 –216.33

216.32 –158.4

158.3 -100.38

rango de concentracion

frec

uenc

ia

rango de boro

0

5

10

15

20

25

392.16 -329.93

329.92 -267.80

267.79 -205.82

205.81 -143.69

143.68 -81.56rango de concentracion

frec

uenc

ia

Figura 6. Frecuencias en que se registraron los resultados de concentración de nutrientes en las muestras de tejido foliar de A. angustifolia cultivado en la “región del mezcal del estado de Oaxaca.

2. Respuesta de A. angustifolia a la aplicación de fertilizantes de liberación lenta minerales y orgánicos en condiciones semicontroladas.

Altura de la planta. De acuerdo al análisis de varianza realizado para esta variable, a la fecha

de la primera toma de datos no se encontraron aun efectos significativos entre tratamientos

(α=0.05).

En la Figura 7 se observa que el grupo de platas fertilizadas con composta registraron mayores

incrementos de altura de la planta comparadas con las plantas que fueron fertilizadas con

vermicomposta, aunque de manera no significativa (Tukey α=0.05).

El incremento de la altura de las plantas de agave respecto a la combinación de fertilizantes de

liberación lenta y abonos orgánicos, se observa que las plantas que fueron fertilizadas con MG

presentaron mayor incremento tanto para el grupo de plantas con composta y vermicomposta,

aunque de manera no significativa respecto a los demás tratamientos (Tukey α=0.05).

400

200

Test

igo

400

200

SF

NF0

2

4

6

8

10

12

14

16

Altu

ra (c

m)

Vermicomposta (g)

Fertilizantes de Liberación

Lenta

Composta (g)

SF= Sin fertilización, TB=Turf Builde, NF= Numi Fer y M-G= Miracle-Gro. Figura 7. Incremento de altura en plantas de Agave angustifolia en respuesta a la fertilización combinada

de abonos orgánicos y fertilizantes de liberación lenta. La probable explicación a que aun no existan diferencias significativas entre tratamientos a la

respuesta de los abonos orgánicos y fertilizantes de liberación lenta por las plantas de agave,

quizá se deba al tipo de cultivo, ya que como bien se sabe su ciclo de vida es de siete a ocho

años, por lo tanto para obtener una mejor respuesta de los tratamientos se necesita esperar un

poco más para una mejor evaluación.

En la tabla 5 se observa que las plantas tratadas con CO400MG obtuvieron el mayor

incremento de longitud (14.063 cm) aunque de manera no significativa (α=0.05).

Número de hojas. El análisis de varianza mostró que al menos uno de los tratamientos es

diferente respecto a la formación de hojas en plantas de A. angustifolia.

El grupo de plantas fertilizadas con vermicomposta mostraron que a menor cantidad de abono

menor incremento en el despliegue de hojas. Para el caso de las plantas fertilizadas con

composta muestra un incremento similar en las dos dosis de fertilización (Figura 7).

Respecto a la combinación de la fertilizacion orgánica y los fertilizantes de liberación lenta, se

observa en la figura 7 que las plantas que recibieron el tratamiento VC400NF presentó el mayor

incremento en el número de hojas (10.625).

Tabla 5. Resultados de la comparación de medias para las variables altura de planta y número de hojas

en A. angustifolia

Trat. Altura de la planta (cm) Número de hojas

1 12.563 a 9.625 ab 2 11.438 a 9.375 ab 3 13.688 a 10.25 ab 4 10.050 a 8.875 ab 5 14.063 a 9.75 ab 6 11.0 a 7.875 b 7 11.813 a 10.125 ab 8 13.125 a 9.375 ab 9 12.250 a 10.125 ab 10 8.063 a 9.00 ab 11 12.563 a 9.75 ab 12 12.888 a 10.625 a 13 10.063 a 9.75 ab 14 11.138 a 9.00 ab 15 11.125 a 9.125 ab 16 12.088 a 8.875 ab 17 13.375 a 8.25 ab

Valores con la misma letra son significativamente iguales (Tukey α=0.05).

400

200

Test

igo

400

200

SFTB

NFM-G

0

2

4

6

8

10

12

No.

de

Hoj

as

Fertilizantes de Liberación

Lenta

Composta (g)

Vermicomposta

SF= Sin fertilización, TB=Turf Builde, NF= Numi Fer y M-G= Miracle-Gro. Figura 7. Incremento del número de hojas en plantas de A. angustifolia en respuesta a la fertilización

combinada con abonos orgánicos y fertilizantes de liberación lenta.

3. Diversidad de hongos formadores de micorriza arbuscular en sistemas de producción de A. angustifolia.

Especies de hongos micorrizógenos arbusculares identificadas

En la tabla 6 se indican las especies encontradas, así como su ubicación taxonómica. Se

identificaron 19 especies que corresponden a siete géneros reportados, seis en el orden

Glomales y uno en el orden Diversisporales.

En la mayor parte de los suelos se registró una mezcla de especies de hongos MA asociados a

las raíces de las plantas. Las esporas en estos suelos se presentan en diferentes etapas de

madurez, parasitadas o aún muertas. Previamente el establecimiento de cultivos monoespóricos

a partir de inóculo esporal, es conveniente propagar en maceta las esporas presentes en suelos

de campo.

Tabla 6. Listado de taxa de HMA encontrados en agrosistemas de A. angustifolia.

ORDEN GLOMALES DIVERSISPORALES SUBORDEN GLOMINEAE

FAMILIA GLOMACEAE ACAULOSPORACEAE GIGASPORACEAE DIVERSISPORACEAE ESPECIES Glomus aggregatum Acaulospora Scutellospora Diversispora etunicatum Glomus clarum scrobiculata verrucosa Glomus geosporum Acaulospora spinosa Gigaspora albida Glomus intraradices Entrophospora Gigaspora decipiens Glomus macrocarpum infrecuens Gigaspora Glomus mosseae ramisporophora Glomus tortuosum Sclerocystis pakistanica Sclerocystis rubiformis sclerocystis sinuosum Sclerocystis liquidambaris

Existen diferentes estrategias para cultivar las especies autóctonas. En este estudio, aun

cuando se logró incrementar el número total de esporas de los suelos muestreados, no en todas

las especies se logró la misma tasa de multiplicación del número de esporas. Esto coincide con

lo señalado por Morton y Benny (1990), quien observó que algunas especies presentes en los

suelos pueden disminuir su número, o incluso desaparecer, cuando se les intenta multiplicar en

macetas de propagación, debido a factores ambientales desconocidos o a las condiciones del

invernadero. Otras especies raras o aparentemente inexistentes pueden, en cambio,

incrementar su número.

Propagación y obtención de cultivos monoesporicos. Se establecieron 19 cultivos

monoespecificos (plantas trampa), uno por cada especie identificada, lográndose solamente el

incremento del número de esporas de una especie, Acaulospora scrobiculata, las cuales se

obtuvieron después de ocho meses de cultivo.

Gavito (1991) reportó que algunas especies de estos hongos esporulan abundantemente a las

ocho semanas. El poco éxito y el tiempo requerido para la obtención de los cultivos

monoespecificos pudo deberse a que se utilizo un sustrato que no reúne las condiciones físicas,

químicas y biológicas del suelo original. Por otro lado, aun cuando se ha reportado que estos

hongos son inespecíficos y pueden asociarse con un gran número de plantas, también se

considera que las plantas trampa utilizadas pudieron no ser las mas adecuadas.

Identificación de especies de hongos micorrizicos arbusculares. Se encontraron

representantes de todas las familias del orden Glomales, identificándose especies de los seis

géneros conocidos de HMA: Glomus, Acaulospora, Sclerocystis, Scutellospora, Gigaspora y

Diversispora, de los cuales Glomus y Acaulospora fueron los mas abundantes. Se presentaron

con mayor frecuencia y con mayor número de especies. Los géneros Scutellospora, Gigaspora

y Diversispora están poco representados y solamente se encontró una especie de cada uno de

ellos (Tabla 6).

Es importante señalar que en algunos sitios existen varias especies que no fue posible

identificar, debido a que se encontraron una o dos veces, pero en forma extremadamente

escasa y parasitada, por lo que no fueron consideradas en el listado de especies de HMA.

Diversidad de hongos micorrízicos arbusculares en los sistemas agrícolas magueyeros. Con relación a la abundancia de HMA, esta suele evaluarse a través del número de esporas

presentes. El sitio de San Pedro 2 presentó mayor abundancia con respecto a los sitios de San

Baltazar 1, San Baltazar 2, San Baltazar 3, Mazatlán, San Pedro 3 y Ejutla que mostraron

similitud en cuanto a menor abundancia de esporas de HMA, mientras que Tlacolula y San

Carlos Yautepec, mostraron similitud de abundancia de esporas pero en menor proporción que

San Pedro 3 (figura 8). La mayoría de los sitios muestreados presentaron bajo numero de

esporas de HMA y esto puede deberse a que son terrenos que están sujetos a los fenómenos

erosivos, dado que son terrenos con pendientes pronunciadas (Barea y col. 1998), inclusive los

sitios Matatlán y Ejutla, que son terrenos planos, presentaron pobreza en cuanto a numero de

esporas de HMA, ya que son terrenos de cultivos intensivos en los cuales utilizan algunos

agroquímicos para plagas o bien para la incorporación de nutrimentos en los suelos para

cultivos de temporal intercalados en los cultivos de maguey. En el sistema de labranza

mecanizado la abundancia de esporas de HMA el sitio de Tlacolula presentó mayor abundancia

de esporas de HMA, el cual es de terreno plano que es menos expuesto a las inclemencias del

clima a pesar del tipo de manejo del terreno que es considerado más agresivo debido que

presenta mayor remoción del suelo y por lo tanto mayor desestabilización de la microbiota

(Lara, 2003), en comparación con Matatlán y Sola de Vega que son terrenos con pendientes

mas pronunciadas que presentaron menor abundancia de esporas, esto es debido al la

perturbación del suelo y por consiguiente a la perdida de microbiota. En el sistema de labranza

a mano el sitio San Pedro 2 presentó mayor abundancia a pesar de ser un sitio con mayor

pendiente que los demás sitios de muestreo, pero es un sitio con muy poco manejo en cuanto a

limpieza del cultivo y esto puede repercutir a conservar parte de la microbiota del suelo. Los

sitios San Baltazar 3, San Pedro 1, San Pedro 3 presentaron menor abundancia de esporas,

esto puede deberse a que son terrenos que además de poseer una pendiente pronunciada son

terrenos manipulados con mayor frecuencia. En cuanto al sistema de labranza con yunta San

Baltazar 1 registró mayor abundancia de esporas con respecto a San Baltazar 2 y Miahuatlán,

los sitios de estudio son muy diferentes en cuanto tipo de manejo y sistema de labranza es por

ello que presentaron diferencia (Figura 9).

-20

0

20

40

60

80

100

Tlacolu

la

San Balt

azar

1

San Balt

azar

2

San Balt

azar

3

Matatla

n

San Ped

ro 2

San Ped

ro 3Ejut

la

San C

arlos

Yautep

ec

Sitios de muestreo

Abu

ndan

cia

de H

MA

en

50gr

.de

suel

o

Figura 8. Abundancia de hongos formadores de micorriza arbuscular en los sitios de muestreo.

Para la riqueza de especies, los sitios Tlacolula, San Baltazar 1 y Matatlán presentaron mayor

riqueza que los demás sitios, los cuales presentaron similitud entre ellos, como se puede

apreciar en la figura 10. La baja riqueza de especies de HMA se registró en los sitios San

Baltazar 2, San Baltazar 3, San Pedro 2, San Pedro 3, Ejutla y San Carlos Yautepec. Estos

sitios corresponden a agrosistemas altamente erosionados, ya que Ejutla posee un terreno con

manejo mecánico y manejan algunos agroquímicos para el control de plagas, es un terreno

plano pero de cultivo intensivo, lo cual implica el desgaste del suelo y pérdida de la microbiota

natural. El resto de los sitios son terrenos que presentan pendientes pronunciadas y como se

sabe, los terrenos con pendientes son más expuestos a la erosión (Barea y col., 1998).

Figura 9. Abundancia de esporas de HMA por sitios de muestreo con diferentes sistemas de labranza; labranza por manejo mecanizado; MTL (Tlacolula), M MA (Matatlán), M SV (Sola de Vega), labranza a mano; MN SB3 (San Baltazar 3), MN SP1 (San Pedro 1), MN SP2 (San Pedro 2), MN SP3 (San Pedro 3), MN SCY (San Carlos Yautepec), labranza por yunta; Y SB1 (San Baltazar 1), Y SB2 (San Baltazar 2), Y MI (Miahuatlán).

El índice de diversidad de Shannon Wiener determina la riqueza de especies en un área

determinada con respecto a otras, toma en cuenta dos aspectos de la diversidad, la riqueza de

las especies y la uniformidad de la distribución del número de individuos de cada especie

(Tracy, 2000). La determinación de este índice mostró que en los sitios de estudio Tlacolula y

Matatlán presentaron similitud de diversidad, pero son diferentes a San Baltazar 1, el cual es el

sitio que presento el mayor valor del índice de diversidad (1.696). Los demás sitios de estudio

presentaron bajo índice de diversidad de HMA con respecto a los sitios mencionados

anteriormente (figura 11).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tlacolula SanBaltazar 1

SanBaltazar 2

SanBaltazar 3

Matatlan San Pedro2

San Pedro3

Ejutla SanCarlos

YautepecSitios de muestreo

Riq

ueza

de

espe

cies

de

HM

A

Figura 10. Riqueza de hongos micorrícicos arbusculares en los sitios muestreados

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Tlacolula

Matatlan

Sn. Baltaza

r 1

Sn. Baltaza

r 2

Sn. Baltaza

r 3

Sn. Pedro 1

Sn. Pedro 2

Sn. Pedro 3

Sola de Vega

Miahuatlan

Ejutla

Sn. Carlo

s

Sitios de muestreo

Indi

ce d

e di

vers

idad

de

HM

A

Figura 11. Índice de diversidad de Shannon Wiener en los sitios de muestreo.

Se han realizado muy pocos estudios sobre la MA asociada a especies de Agave con los cuales

poder realizar un análisis comparativo de los resultados del presente trabajo. Armenta (2001)

reportó, para A. angustifolia creciendo de manera silvestre en Sonora, solo dos géneros de

HMA, los cuales fueron Acaulospora y Glomus, sin llegar a la identificación a nivel de especie.

El presente trabajo constituye, pues, el mayor estudio que hasta el momento se ha realizado de

abundancia y diversidad de especies de HMA asociadas a una especie de Agave cultivada, con

19 especies identificadas, se han realizado otros estudios de identificación de HMA en el estado

de Oaxaca pero enfocado a cultivos de tomate, chile y maíz, en este estudio se identificaron

ocho especies del género Glomus solamente (López – Guerra, 2003). Los sitios de estudio son

en su mayoría agrosistemas altamente perturbados debido al manejo constante de los terrenos

de cultivo, además de poseer pendientes pronunciadas que son mas expuestas a la erosión, por

esta problemática es importante seguir realizando estudios en agrosistemas, evaluando la

diversidad de microorganismos, particularmente en la identificación de hongos micorrizicos

arbusculares en áreas perturbadas, para así poder trabajar con especies sabiendo su identidad

y seleccionar las especies que toleren el estrés en el cual están creciendo las plantas para

posteriormente elegir a los micosimbiontes que contribuyan al mejoramiento de los suelos y, por

consiguiente, a la recuperación de áreas perturbadas tanto en agrosistemas naturales como en

sistemas agrícolas. La identificación de las 19 especies es una información esencial para el

seguimiento de la selección del micosimbionte adecuado para el cultivo del Agave angustifolia

Haw.

4. Determinación de contaminantes en agua de pozos, originados por prácticas agrícolas. Se realizaron los tres muestreos programados y, hasta el momento, se tienen solo los datos de

los resultados analíticos parciales de dos de ellos. Se continuará trabajando con este

experimento, previsto para finalizar totalmente en el mes de abril de 2007. No obstante, a partir

de la revisión de los datos puede observarse que la contaminación de los cuerpos de agua

Tabla 7. Resultados del primer y segundo muestreo de agua de pozos destinados a consumo humano y riego agrícola en la región de los Valles Centrales de Oaxca.

Lugar de muestreo

Cond.E. pH Cloruros ppm

Nitritos ppm

Nitratos ppm

sodio potasio

San J.guelavia 3655 9.19

1128 0.01934 0.14998 - -

Rancho S.C 1113

8.26

49.7 0.32158 -0.0828 - -

Colonia Reforma 925

8.21

85.2 0.03777 -0.1675 - -

Santa Rosa P. 656

8.25

35.5 0.03040 -0.1701 - -

San Antonino .C.V

849

7.88

-- 0.03040 1.1288 - -

Tanivet 1131 9.18

-- 0.01934 0.3404 - -

ITAO 582

8.01

71 0.03409 -0.1145 - -

San Felipe .A 1001 8.31

241.4 0.04514 -0.0457 - -

San Pedro .A.casa

845 7.63 28.4 ---------- 0.1949 - -

San Pedro .A.Zona riego

540

8.01

-- 0.02303

0.1288 - -

CIIDIR 873

8.43 156.2 0.03777 -0.1727 - -

Santa L.Camino. 856 8.10

80.94 0.03409 0.8749 - -

Santa.Cruz .E.

776

8.62 113.6 0.07094 0.9145

San Pablo.E.campo

927

8.14 56.8 0.02303 -0.1913 - -

Nazareno Etla. 720

7.83 28.4 0.13729 -0.1304 - -

Paraje L. T.

743 8.01 -- 0.03040 -0.0140 - -

San Pablo.E.Llave.

247

9.59 -- 0.08200 -0.1860 - -

Resultados del segundo muestreo.

Lugar de muestreo Cond.E. pH Cloruros ppm

Nitritos ppm

Nitratos ppm

sodio potasio

San J.guelavia 3569 7.06

937.2 0.0230 -0.1992

- -

Rancho S.C 1303

7.61

198.8 1.9396 -0.1304

- -

Colonia Reforma 766

8.24

28.4 0.0119 -0.1939

- -

Santa Rosa P. 838

7.14

14.2 0.0304 -0.1754

- -

San A.C.V 908

7.05

--- 0.0119 0.8934

- -

Tanivet 1479 7.36

--- -0.0101 -0.0061 - -

ITAO 591

7.35

--- -0.0322 0.2134

- -

San F.A 993

7.09

85.2 -0.0322 -0.1913

- -

San P.A.casa 548

7.27 --- -0.0285 -0.1727

- -

San P.A.pozo 933

7.16

--- -0.0138 0.1658

- -

CIIDIR 1031

7.13 --- 0.0046 -0.1542

- -

Santa L.C. 1069 7.15

Falta de hacer

Falta de hacer

-0.0166

- -

Santa.C.E. - - - - -- - - San P.E.pozo -

- - - - -- - -

Nazareno E. - -

- - - -- - -

Paraje L. - - - - -- - - San P.E.Llave. -

- - - -- - -

subterránea en la región no está ocurriendo de manera grave, dado que solamente una muestra

en una sola fecha superó el límite máximo permisible de nitratos. Queda aun por analizar los

contenidos de sodio y potasio, que pueden ser indicadores de peligro potencial de utilizar esta

agua para riego agrícola, si los contenidos de esos elementos es elevado, lo que implicaría

riesgo de salinización del suelo.

5. Lixiviación de nutrientes (N y K) de suelos de características contrastantes, por efecto de la aplicación de fertilizantes minerales y orgánicos de liberación lenta.

Tabla 8. Valores analíticos registrados de tres suelos a los que se aplicaron fertilizantes minerales y orgánicos de liberación lenta para determinar la magnitud de la lixiviación de nutrientes vegetales.

Los resultados analíticos de parámetros de fertilidad de tres suelos nos permite visualizar que

podría haber dificultades para la disponibilidad de nutrientes en los suelos de Reyes y Guelavila

por efecto de valores de pH, alcalino y ácido respectivamente. El suelo CIIDIR es notoriamente

el menos fértil, por su muy bajo contenido de materia orgánica y su alta cantidad de arena y

muy baja de arcilla. Por ello mismo es el que menor capacidad de retención de humedad

presentó, lo que lo hace necesariamente dependiente del riego para asegurar cosechas

óptimas. Bajo estas consideraciones, se espera que todos los suelos presenten niveles altos de

lixiviación, en orden de mayor a menor: CIIDIR>Reyes>Guelavila.

Determinación

SUELOS

CIIDIR

Reyes

Guelavila

pH 7.5 3 med-al 8.26 med-ac 5.68 mod -ac

Densidad 1.54 1.55 1.38

MO (%) 0.218 1.09 2.179

Nitrógeno (%) 0.01 b 0.054 b 0.108 b

Fósforo mg/kg 20.5 m 16.3 m 13.01 mod-b

Textura

% Arena 90.4 % Arcilla 3.60 % Limo 6.00 Arenoso

% Arena 76.4 % Arcilla 11.60 % Limo 12.00

Arenoso franco

% Arena 75.68 % Arcilla 11.60 % Limo 12.72

Arenoso franco

C.E µs 830.5 712 450.5

Retención de humedad (%)

20.8

36.5 33.2

a= alto ac= ácido b=bajo al=alcalino m=medio mod=moderadamente med=medianamente

Figura 12. Magnitud de la lixiviación de nitrato de suelos que recibieron aplicación de diferentes fuentes de fertilización, orgánica y mineral. Fueron tres tipos de suelo y dos tipos de material aplicado: orgánico (composta y vermicomposta) y mineral (fertilizantes comerciales de liberación lenta de tres marcas registradas).

0

20

40

60

80

100

120

140

160[

] de

Nitr

atos

lixi

viad

os

(mgL

-1)

SF C V TB NF MG

Fertilizantes

dc

a

d

b

d

0

20

40

60

80

100

120

[ ] d

e N

itrat

os li

xivi

ados

(mgL

-)

CIIDIR Reyes Guelavila

Suelos

c

b

a

Impacto Se han iniciado actividades de experimentación en terrenos de productores cooperantes

interesados en conocer esta tecnología. Estos experimentos serán materia de informe del

segundo año de operación del proyecto. Se ha logrado captar el interés de la Fundación

Produce Oaxaca A.C., la cual ha otorgado apoyo financiero para el proyecto, por un monto de

$185,000 para el periodo agosto de 2006 a junio e 2007. Se espera lograr el apoyo para un

segundo año de operación, durante el cual la mayoría de los experimentos continuarán siendo

evaluados, y podremos tener algunos resultados concluyentes del desarrollo de un paquete

tecnológico para el manejo de la fertilidad del suelo y la nutrición vegetal del maguey espadín en

la región productora del estado de Oaxaca.